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关注“空气隐患”,北京大学病原与免疫综合实验室研发“液体口罩”

2020-03-30 11:07
动脉网
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日前,国家卫健委印发《公众科学戴口罩指引》,明确普通公众在居家、户外,无人员聚集、通风良好的场所,可不佩戴口罩。张伯礼院士也表示,预估到了4月底,全国除湖北以外的省份基本可以摘掉口罩恢复正常生活。

自疫情爆发以来,人们已养成了戴口罩的习惯。随着国内的疫情逐渐得到控制,相较于生理层面对口罩的需求,心理层面也形成了对口罩的依赖,“把口罩摘掉安不安全?除了病毒外,还有没有其他的问题?”

这次疫情让我们认识到“空气隐患”。空气中的细小颗粒物(PM2.5)多为带正电,如病毒、细菌和烟尘等。因此,通过正电排斥的方式可以有效防护PM2.5。

传统的物理防护方式为佩戴口罩,能有效减少PM2.5进入人体,但是对于孩子、孕妇和患呼吸系统疾病的人群,不建议佩戴口罩。近几年空气净化器也逐渐走入了普通百姓的家庭,但空气净化器主要在室内使用。

针对“空气隐患”,北京大学病原与免疫综合实验室研制出了一种“液体口罩”,采用正电排斥的原理,使空气中带正电的细小颗粒物难以靠近面部,从而减少呼吸吸入PM2.5。

从SARS到雾霾,北京大学病原与免疫综合实验室发表多篇具有影响力的论文

北京大学病原与免疫综合实验室隶属于北京大学基础医学院免疫学系,是卫健委医学免疫学重点实验室的重要组成部分。该实验室,由北京大学医学部基础医学院免疫学系副主任王月丹教授和初明副教授带队。

2003年,在SARS疫情期间,北京大学病原与免疫综合实验室承接并完成了国家的重大科研攻关任务,揭示了SARS病毒感染的免疫调节机制,并因此获得了国家自然科学奖二等奖,教育部自然科学奖一等奖和中华医学科技奖二等奖。

从2003年开始,北京大学病原与免疫综合实验室一直专注于感染免疫的研究,在病毒感染,细菌感染和空气污染导致各种疾病的免疫机制方面有了初步的探索。在2008年奥运会期间,北京大学病原与免疫综合实验室与北京大学环境科学与工程学院,杜克大学公共卫生学院等合作,研究空气污染对人体健康的影响,特别是PM2.5导致各种疾病发生的免疫机制,这也是国内早期针对空气污染的国际多中心合作研究。

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北京大学病原与免疫综合实验室研究成果(资料来源:企业提供)

这些研究成果也在国际上发表了多篇具有影响力的学术论文,阐明了PM2.5导致呼吸系统和心血管系统等疾病的机制。2013年,国内爆发了较严重的空气污染,普通大众开始真正的认识到PM2.5。

PM2.5,细小颗粒物,又称“可入肺颗粒物”,主要通过呼吸进入人体,导致肺炎。值得注意的是,PM2.5也可通过吸附在皮肤的毛孔中,特别是携带脂溶性有毒物质的PM2.5更容易通过皮肤进入人体,导致皮炎。研究表明,空气中的PM2.5多为带正电的颗粒物,如病毒、细菌和烟尘等,负离子空气净化器即通过产生大量的负离子中和沉降空气中带正电的PM2.5。

目前,全国254座,约80%的城市空气质量超标,覆盖中国5亿人口,潜在有3000万群众将面对空气污染,特别是每年新增的600万新生婴儿等刚需人群,急需解决雾霾的困扰。

“液体口罩”有效隔离污染物

负离子空气净化器主要是通过向空气中释放生态级负离子,负离子与空气中带正电的细小颗粒物相结合,如细菌、病毒、烟尘等,中和后的颗粒物在重力的作用下,沉降下来,从而达到净化空气的效果。

初明表示,“我们在研究空气污染的过程中也发现,空气中的细小颗粒物在运动的过程中,容易丢失电子,从而带正电,因此,空气中大部分的PM2.5是带正电的。”

“于是,我们开始思考,是否可以在人的皮肤表面,特别是面部,口鼻部,形成一层带正电的防护膜,通过正电排斥的作用,使空气中带正电的细小颗粒物难以靠近面部,从而减少呼吸吸入PM2.5。”

于是在2014年,北京大学病原与免疫综合实验室自主研发出了一种预防PM2.5的喷雾剂,这种喷雾可以通过正电排斥的作用隔离带正电的细小颗粒物,有效保护呼吸系统。

该实验中,北京大学病原与免疫综合实验室通过空气暴露实验,证明了防霾喷雾可以有效的保护呼吸系统:将大鼠暴露于高度污染的空气中3个月,可以诱导大鼠肺部的急性炎症,如果采用防霾喷雾进行干预,可以抑制PM2.5导致的肺部炎症反应,有效保护呼吸系统。

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实验组与对照组(资料来源:企业提供)

研究发现,防霾喷雾可以有效减少PM2.5的通过率,有效性可达到50%-80%,静息状态下,有效时间可以达到12个小时。

此外,针对皮肤吸附PM2.5的问题,北大团队在专利配方中也有针对性的选用了不同的活性成分。通过收敛、保湿、防晒和抗炎的活性成分实现皮肤防护,减少PM2.5的皮肤吸附。

防霾保湿百亿蓝海,国产依旧空白

初明告诉动脉网,防霾的市场约有百亿。从产品方面观察,目前空气净化器加口罩的市场高达200亿左右。高压喷雾的产品拥有三百亿的市场。

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产品图(图片来源:企业提供)

据了解,截至目前为止,国内尚未出现同类型的防霾喷雾产品。日本研发的防霾喷雾中含有较高浓度的酒精,且无法进入国内正常销售。

目前国内的喷高压雾成分多为普通水、温泉水及矿泉水,功能为保湿。北京大学病原与免疫综合实验室自主研发的防护喷雾——麦迪森,、能在面部形成阳离子保护膜,既能补水保湿还能防护防霾。

下一步规划方面,一方面会将投放市场,进行市场拓展;另一方面会继续深挖具有防护功能的护肤产品线,开发更多功能性护肤产品。

作者:蔡傲雪

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